高分子材料pp发泡材料综述

1、聚丙烯发泡材料综述聚丙烯发泡材料综述【摘要】：对聚丙烯(pp)发泡材料的生产现状、发展前景及其性能和应用情况进行了综述，指出发泡pp以其优异的使用性能、环保性能和丄艺性能广泛应用于各 个领域，具有广阔的发展前景。【关键词】 ：聚丙烯 ; 发泡材料 ; 应用; 发展前景1生产现状与聚苯乙烯(ps)、聚氨酯(pu)、聚乙烯(pe)发泡材料相比， 聚丙稀(pp)发泡材料开发的历史较短。然而，由于pp泡沫塑料具有优越的性能和广阔的应用前景, 特别是市场对耐热性高、环保适性好的发泡材料需求迫切，使其发展迅速，因此20 世纪70年代以来 , 许多国家纷纷投入了对发泡pp材料的研制开发1-2,并取得了 一定

2、的进展。但是山于传统pp的发泡丄艺性能较差，特别是发泡pp片材的生产 技术难度较大，很难获得高质量的泡沫塑料制品，所以直到1980年pp发泡才实现工业化。目前国外只有美国、意大利、日本等少数儿个国家能生产。我国发泡pp的工业化生产能力很薄弱， 所需材料仍然依赖进口， 价格昂贵。如青岛塑料模具厂为国内多个汽车生产厂家生产汽车配件, 该企业正在大量进口pp发泡材料用于生产汽车保险杠内衬(价格在5万6万元/t,而普通pp的价格在1万元/t左右 ) 。青岛大学高分子材料研究所采用一步法硅烷接枝反应挤出和pp/ldpe反应挤出共混改性技术制备出部分交联结构型hmspp和共混改性型hm-spp3-4,并均

3、获得具有良好泡孔结构的泡沫塑料, 该技术具有生产工艺简单, 生产成本低，发泡制品性能优异的特点,li前该项技术已经进入中试阶段。2市场前景与传统的发泡ps、pe相比，发泡pp以其优良的耐热性、机械强度和良好的环境适应性等优点而备受青睐, 美国、日本和德国一些发达国家正大力发展发泡pp作为替代发泡ps的新型泡沫材料。2000年我国市场用各种果品、熟食品、半成品、净菜托盘达100亿个，如果这些食品包装材料采用发泡pp则需要pp发 泡片材15万t以上，这将是一个极大的市场。 我国微波炉已经进入千家万户， 发 泡pp制作的微波炉用餐具进入普通家庭具有诱人的前景。过去不少电子产品、家电产品及许多易碎、

4、易损产品的包装， 主要使用ps泡沫塑料作缓冲衬垫材料 , 仅彩色电视机和彩色显像管2种产品1997年就使用ps泡沫塑料2万t,随着ps 发泡材料的限制使用， 该市场份额必将被其他环保缓冲材料所代替，显然，发泡pp 以其良好的环境适应性代替发泡ps用于缓冲防震包装具有广阔的市场前景。在一次性餐具市场,111于pp在光、 热和氧的作用下很容易降解;pp制品的制造过程中,如不加入抗氧剂等添加剂,pp制品会在阳光下15天左右老化降解碎化成粉粒状。利用pp这一固有的特性，釆用发泡pp片材制作的一次性餐具是比较理想的环保餐具。在绝热材料市场， 据统计,2005年我国空调产量达到7 469万台，冰箱 产量达

5、到3 105 ? 6万台，太阳能热水器达到1 500万n?,随着空调、冰箱、太阳能热水器系统的普及， 发泡pp作为空调管道等的绝热保温层的应用将会越来越广。有数据表明 , 今后我国绝热材料的年增长率将在10%以上。在缓冲材料市场 , 有关资料表明，全世界2005年汽车的产量约为6 653万辆。发泡pp制作的汽车 内装饰材料和保险杠已经在高级轿车上得到应用，今后将进一步普及。我国汽车工业正处于飞速发展时期,2005年汽车产量为300万辆,2006年汽车产量达到560万辆，汽车用塑料将达到39万46? 8万t。可以预见，发泡pp在汽车工业的 应用将是巨大的市场。 在建筑材料领域， 随着我国构建节能

6、型社会的具体措施的实施，越来越多的新型楼房的建造中将采用发泡材料衬垫,pp发泡材料优异的性能成为发泡衬垫的优选对象。 此外，低发泡pp结构件今后在体育用品及设施、 建 筑模板、合成木材方面的应用也是一个巨大的潜在市场。3性能泡沫塑料由于具有密度小、吸收冲击载荷性好、隔热性优良、隔音效果好、比强度高等性能特点而被广泛应用于日常生活和工业的各个领域。li前, 泡沫塑料中用量最大的三大品种是:ps泡沫塑料、pu泡沫塑料、pe泡沫塑料。但是这 些泡沫塑料从力学性能、热学性能、环保及经济性等方面均不尽如人意。如:ps 泡沫塑料li前虽然可以采用无氟化生产技术， 但仍然存在ps制品废弃物体积大、 不腐烂、

7、难回收， 对周围环境造成“白色污染”的缺点;pu泡沫塑料在发泡过程中会产生对人体有害的异氛酸酯残留物, 且发泡材料无法回收17;pe泡沫塑料力学性能比较低，耐热性不高，不易于降解。pp泡沫塑料与其他泡沫塑料相比，不但具有优异的力学性能和热性能，而且具有可回收、可降解等优异的环保性能，引 起了各国研究者、生产商和消费者的极大兴趣，訂前儿乎所有的世界著名的聚合 物生产商都在进行研究开发。pp发泡材料与其他常见的发泡材料相比，在使用性 能、成本以及其环境的影响方面具有独特的优势。3.1使用性能方面pp发泡制品具有良好的热稳定性, 其热变形温度远高于pe发泡材料 , 其最高使用温度可达130c,并且高

8、温下制品的尺寸稳定性好。而且pp的玻璃化温度低于室温，这使其具有比ps更高的抗冲击性能，所以pp发泡材料具有十分优异的抗 震吸能性能，形变后回复率高。另外,pp泡沫塑料的耐化学品性、耐油性可以与pe泡沫塑料媲美，具有较高的拉伸强度和抗冲击强度以及较高的韧性。这些特性 使pp发泡材料广泛应用在包装、汽车缓冲和隔热材料等各个领域5-6o3.2环保方面发泡pp的主要成分为热塑性树脂pp,该材料不仅可回收再利用，而且山于pp 分子链上具有活泼的a甲基氢原子，在光照作用下容易产生分子链降解反应，使 该材料具备自然光降解的特性, 如果对该材料进行生物改性还可以使其具备生物 降解特性，从而制得光 / 生物双

9、降解材料，这样在用于一次性包装材料时就不会造 成白色污染，大大减轻了对环境的压力，所以发泡pp是制备环保型发泡包装制品 的首选材料。3? 3生产成本方面pp发泡材料可以借助现有的挤出设备及二次成型设备进行主产，固定资产的 投资远远低于ps和pu泡沫塑料，其生产工艺也比较简单，可以采用挤出发泡成型 片材再进行热成型，发泡pp片材总的加工成本低于现有的其他发泡材料。4应用4? 1药品食品容器及包装发泡塑料山于其密度小、 质量轻、 缓冲作用强而被广泛应用于食品容器和包装，然而其循环利用和降解困难一直是人们议论的焦点, 据美国环境保护组织报道，容器和包装已经成为最大的一类城市固体垃圾刀。发泡pp材料的

10、绿色（无毒副作用）环保优点使其在食品容器的包装领域大显身手。在防震缓冲用包装材料领域中 ,pp泡沫模塑制品可用来承受较高的载荷, 其抵抗重复冲击的防护能力比可发ps模塑制品或发泡pu更为优越，因此冲包装，具有可直接回收，质地柔软, 不损伤被包装照相机、玻璃陶瓷、工艺品、各种家用电器等防震缓冲包装，具有 可直接回收，质地柔软，不损伤被包装物表面的优点。4? 2 次性发泡餐饮具为解决塑料制品特别是一次性塑料制品易对自然环境造成“口色污染”的问 题，各国都把加强废弃塑料回收和再生利用工作摆到重要位置。针对当前?形势，有部分厂家快速地转型生产降解性一次性餐饮具，口前国内主要的产品为光?生物 双降解非发

11、泡型pp餐饮具。但是不发泡的一次性可降解pp餐饮具和ps发泡塑 料餐具之间的原料成本有较大差距，如果使用发泡pp材料制作一次性餐饮具，不仅可以在保证降解性的前提下大幅度地降低成本，提高可降解餐饮具的竞争力 , 而且可以提高餐具的隔热性、刚性等使用性能6。4? 3其他领域除了上述主要领域外 ,pp发泡材料正逐渐应用于其他的应用领域，如: 最近制 鞋行业也开始采用低发泡pp代替pu作凉鞋、拖鞋的鞋底及鞋面材料; 制帽行业 中开始使用pp泡沫帽眉 ; 在体育用品领域，发泡pp是水上漂浮救生器材的理想材 料，可用作救生衣、救生圈芯材、冲浪板、海滨泳场的游泳材料等。5 结语pp发泡材料以其优异的使用性能

12、、 环保性能、工艺性能和经济性能使其广泛应用于药品食品容器及包装、一次性发泡餐具、汽车零部件、绝热材料、建筑家居材料及其他领域， 具有广阔的发展前景。 但山于pp的结晶化特性，发泡pp片材的生产技术难度较大， 发泡pp的生产及开发一直是世界各国研究的热点。h前只有少数儿个发达国家能生产发泡pp,而我国发泡pp的工业化生产仍处于空白, 因此尽快研制开发出适应市场需求的发泡pp材料，并使其实现工业化生产, 是当务之急参考文献1lee kyoung ? ho,pop-lliev remon,park c b.processing strategies for rotational molding o

13、f integral skin polyethylene foams annual lechnical conf ere nce? antec, conference proceedi ngs, society of plas-tics engin eers, chicago illinois, 2004:850-854. 2 li bin,cao guiping, liu ting,et al.preliminary study on the charac-teristics of isotactic polypropyle ne with n ucleati ng age nt swolle n by su? percritical carb on dioxidej .chinese jour nal of chemical engineer-ing,2005,13(5):673-677. 3杨淑静，宋国君 , 赵云国，等?高熔体强度聚丙烯的研究进展j ?丄程塑料应用,2006,34(9):1-4 ?4杨淑静，宋国君，杨超，等. 反应挤出共混法制备发泡用聚丙烯的研究j?塑料,2006,35(3):73-77 ?5贾秀峰，马懿，孙颜文，等?国内外聚丙烯发泡材料的发展概况j ?化工新型材2001,29(8):1-4 ?6何 继 敬 ? 聚 丙 烯 发 泡 塑 料 应 用 发